Файл: Емельянов Г.А. Передача дискретной информации и основы телеграфии учеб. для вузов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 237

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

программе, поскольку алгоритм приема и передачи нормализова­

ны мкктт.

Применение фиксированной программы оказывается целесооб­ разным для реализации ряда функций третьей группы, например для операции записи-считывания информации с накопителей на магнитных барабанах у лентах.

Универсальная 58М

Специализированная ЭВМ Комбинированная система

Фиксированная программа.

Рис. 12.19. Длительности выполнения логических функ­ ций узла КС

Функции второй группы целесообразно реализовывать програм­ мным методом, особенно при использовании специализированных ЭВМ. Это объясняется тем, что применение универсальных ЭВМ только для выполнения логических операций связано с плохим использованием их производительности. В специализированных ЭВМ исключаются арифметические операции, ненужные для реа­ лизации алгоритмов КС, что позволяет значительно упростить про­ цессор, который представляет собой совокупность основных уст­ ройств ЭВМ: устройства управления (УУ) и арифметического уст­ ройства (АУ).

Поэтому наиболее перспективными являются комбинированные узлы КС, содержание как устройства с фиксированной програм­

мой, реализующие

простые

и часто повторяющиеся операции,

так

и устройства с накопленной программой — для

осуществления

от­

носительно редких

и сложных операций.

 

 

 

 

ПОСТРОЕНИЕ И ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ УЗЛА КС

 

 

 

 

КОМБИНИРОВАННОГО ТИПА

 

 

 

 

С т р у к т у р а

у з л а .

Структурная схема

узла

КС,

пост­

роенного по комбинированной системе, представлена на

рис.

12.20

Рассмотрим принципы действия и назначение основных устройств этой схемы.

В процессоре, структурная схема которого представлена на рис. 12.21, арифметическое устройство АУ служит для выполнения опе-


ОЗУ

 

 

 

 

 

ие!)epptrpamop ..

 

 

Печатающ­

 

 

 

 

 

 

Трансмиттер: уamp-Jo,

уівл-ве

 

 

 

 

 

 

Т

- —

-

l_J.

шиеритетЛ

 

 

 

 

 

 

> 1 '

» |>

 

 

 

 

Pomp - во

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процессор

прерывания

/Иультиплексныи

напал

 

программ(УЛв)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Петр-во преобразования

 

 

 

 

 

 

 

 

напряжений

 

 

 

 

 

 

 

 

^

 

\телеграа>ные

 

 

 

 

 

 

 

сопря-

 

 

(каналы

 

 

У

cmр-во

 

 

 

 

У

 

 

 

 

{женин]

Мовем

 

вдода-

вывода

 

СУВд)

 

 

 

скан

 

 

• Наналы тя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

связи,

 

 

 

 

У

cmр-во

 

 

Q НМБ

 

 

 

 

 

управлений

Н

)

 

Лульт

управления*

 

НМБ

 

 

 

Внешние

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

запоминающие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уcmр-в а

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

(ВЗУ)

У

cmр-во

НМЛ

 

 

 

 

 

иправления

 

 

 

 

 

 

НМЛ

 

1

-

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 12.20. Упрощенная структурная схема комбинированного узла КС

 

Н ВЗУ

\

исховШіе~~<ЛГсл~а.

I

 

 

 

і

1

Xі-^—

Регистр1

1

I

к уев

 

Регистр числа) I

числа!

ОЗУ

т

т

 

 

 

 

ДШЛ

 

 

Сумматор

 

 

 

 

 

Iрезультата

 

 

,РгзшгатГГ.—y,,v регцстр

 

 

операции. I

 

 

 

 

 

 

L

Арифметическое устрво (НУ)

 

РА

 

 

ДШНОП

 

 

 

 

Команда.

 

 

 

 

 

СЧДК

 

 

 

 

 

 

 

Устр-во управления (УУ)

я,

 

коп

 

 

~2i Регист,

 

комані7ГРН)

УУ

Рис. 12.21. Структурная схема процессора

— 332 —


рации над числами. В А У из оперативного запоминающего устрой­

ства

ОЗУ

поступают исходные числа, а из устройства управле­

ння

УУ -

указания о той операции, которую нужно

-произвести

над ними. Число таких операций в специализированном

процессоре

узла КС обычно сравнительно невелико: например, сложение, вы­ читание, сравнение, сложение по модулю 2, циклический сдвиг, пе­ редача без изменения, передача со стиранием, логические сложе­

ние

и умножение.

 

. . .

 

 

 

 

Процессор осуществляет сколь угодно сложный алгоритм в ви­

де

последовательности этих • простых

операций.

Последователь­

ность, проведения

операций определяется программой управления.

Каждая операция выполняется по определенной

команде — услов»

ному .коду, который определяет действие процессора в течение

не­

которого отрезка времени (цикла). Команда состоит из

двух

ос­

новных частей: кода операции КОП и

адресной

части.

Адресная

часть состоит из одного или нескольких

(обычно до трех)

адресов?

Лі, Л2 , Л3 . В качестве адресов указываются номера ячеек

ОЗУ

или

номера регистров, в которых хранятся

промежуточные результаты

вычислений. КОП

определяет характер

операции,

т. е. то, что

дол­

жен сделать процессор за время цикла команды. УУ осуществляет управление всеми основными устройствами узла КС. Команды, закодированные в виде чисел, хранятся в ОЗУ, откуда они в со­ ответствии с программой поочередно выдаются в- регистр команд. Последовательный счет выполняемых команд производит счетчик

адреса команд

СЧАК.

При

переходе

к циклу

выполнения

очеред­

ной

команды

ее

адрес

передается

из

СЧАК

в

регистр

адреса

РА,

а из

него — в ДША—дешифратор

адреса

ячейки

ОЗУ. После

де­

шифрации

адреса

команда,

записанная в ячейке ОЗУ

с этим

ад­

ресом, считывается

из

ОЗУ

в

регистр

команд

РК.

В РК

команда

запоминается

на весь

цикл

ее

исполнения

и

выдается

по частям

в различные устройства узла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Код операций поступает на дешифратор кода

операции

ДШКОП,

откуда соответствующие управляющие

сигналы

воздей­

ствуют на АУ и другие устройства, определяя порядок

работы

уз­

ла при выполнении данной команды.

 

 

 

 

 

 

 

После

дешифрации

КОП

адрес А\

(двоичное число)

из РК

по­

ступает в

РА.

По

этому

адресу

выбирается

число, записанное в

соответствующей ячейке

ОЗУ,

и переписывается в регистр

первого

числа АУ. Затем по адресу Лг регистра команд второе число пе­

реписывается из

ОЗУ

в регистр второго числа

АУ. В соответствии

с КОП сумматор

АУ

производит необходимую

операцию с числа­

ми 1 и 2 (сложение, вычитание, логическую операцию и т. п.),

после

чего результат

записывается в регистр результата,

а из

не­

г о — в

ячейку

ОЗУ

по адресу Л3 . После этого из СЧАК

в

ОЗУ

поступит адрес следующей команды.

 

 

 

(ОЗУ).

О п е р а т и в н о е

з а п о м и н а ю щ е е

у с т р о й с т в о

Обычно ОЗУ

выполняется в виде куба,

собранного из

т

матриц,

содержащих 2 П Х 2 П

ферритовых колец,

где

п2 число

машинных


слов. В каждой из матриц записываются одноименные двоичные разряды всех чисел, поэтому число матриц в кубе т определяет разрядность записываемых чисел. Совокупность разрядов, имею­

щих одинаковые координаты во всех матрицах, составляют

ячейку,

в которую записывают

одно число — машинное

слово.

Так,

напри­

мер, в

кубе из

т = 32

матриц,

содержащих

64X64 = 4096

колец

каждая,

можно

записать 4096

32-разрядных машинных

слов. ОЗУ

современных узлов КС имеют емкость до 60—80 тыс. машинных

слов

с числом разрядов от 12 до 64. Адрес ячейки

представляет

собой

двоичное число, старшие разряды которого дают координа­

ты по оси ординат, а

младшие — по

оси

абсцисс. Так

как при счи­

тывании информация

разрушается, то для возможности многократ­

ного

использования

записанных в

ОЗУ

чисел

цикл

обращения к

ОЗУ

состоит из двух

циклов: цикла

считывания

из ОЗУ в регистр

и цикла регенерации, во время которого ранее считанное число вновь записывается из регистра в ту же ячейку ОЗУ. Общая дли­ тельность цикла обращения к ОЗУ имеет порядок 1 мкс.

Как показано на рис. 12.20, все функциональные блоки узла взаимодействуют между собой через ОЗУ. Наличие общего ОЗУ позволяет получить значительный выигрыш в его емкости, а сле­ довательно, и в габаритах и стоимости оборудования узла. Рас­ пределение времени доступа к ОЗУ со стороны функциональных блоков осуществляет блок приоритетов, который при одновремен­ ном поступлении нескольких заявок, выбирает запрос от узла с наивысшим приоритетом. Уровни приоритетов в порядке убывания распределяются так: устройства управления НМБ и НМЛ, устрой­ ство ввода—вывода УВВ, процессор.

М у л ь т и п л е к с н ы й к а н а л . Это устройство служит для обеспечения обмена информацией между процессором и различ­ ными низкоскоростными внешними устройствами, показанными на рис. 12.20. В некоторых случаях к мультиплексному каналу под­ ключается небольшое число каналов связи.

У с т р о й с т в о п р е р ы в а н и я п р о г р а м м УПП. Оно обе­ спечивает возможность внешним устройствам прерывать ход вы­ полнения программы соответственно их приоритетам. Приняв все запросы на прерывание, УПП переходит к обслуживанию запроса с наивысшим приоритетом. При этом программа процессора пре­

рывается в конце

текущей команды

и осуществляется

переход к

программе обмена с данным внешним

устройством.

ВЗУ.

Он і

В н е ш н и е з а п о м и н а ю щ и е

у с т р о й с т в а

предназначены

для

хранения больших

объемов информации.

Дело

в том, что для

хранения команд и констант всех программ

узла

КС необходим объем памяти порядка 200—800 тыс. бит. Исполь­ зование для этой цели ОЗУ привело бы к недопустимому увели­ чению его объема, а следовательно, и стоимости. Еще более зна­ чительный объем памяти (от 10 до 200 млн. бит) необходим для организации очереди исходящих сообщений, архивации обмена, накопления различного рода статистических данных. Поэтому для


указанных задач используются ВЗУ, реализуемые на магнитных

барабанах (НМБ),

магнитных лентах

(НМЛ)

и дисках.

Емкость

НМБ

достигает десятков

миллионов бит, а НМЛ — сотен

миллио­

нов

бит. Особенностью

ВЗУ является

то, что они, в отличие от

ОЗУ,

не допускают

возможности обращения

к отдельным

машин­

ным словам, а только к зонам, содержащим определенное

коли­

чество слов. Поиск нужной зоны занимает от 10—20

с для

НМБ,

до 3—4 мин — для НМЛ, т. е. цикл обращения к ВЗУ

значительно

больше, чем у ОЗУ. Поэтому процессор сам непосредственно не

управляет процессом

выборки информации

из ВЗУ, а

передает

свои запросы устройствам управления

ВЗУ;

сам же на это время

отключается для выполнения других программ.

 

У с т р о й с т в а

с о п р я ж е н и я

с к а н а л а м и

с в я з и .

Эти устройства включают линейное оборудование и оборудование для логической обработки информации. Линейное оборудование содержит блоки сопряжения с телеграфными каналами УСТ и блоки сопряжения с модемами каналов ТЧ, УСМ. УСТ выполняет функции преобразования двухполюсных телеграфных посылок на­ пряжением 20-=-80 В, поступающих из каналов связи, в низкие уровни, необходимые для работы логических устройств, и обрат­ ное преобразование при передаче сигналов из узла КС в каналы связи. В качестве таких преобразователей, размещаемых в инди­ видуальных устройствах, в большинстве случаев применяют элек­

тронные

реле.

УСМ

выполняют не только функции согласования параметроч

внешних

и внутренних сигналов, но и функции преобразования по­

следовательного кода в параллельный и обратно. Это связано со стремлением существенно сократить число операций, затрачивае­ мых оборудованием логической обработки (УВВ), по преобразо­ ванию информации, передаваемой по телефонным каналам. УВВ представляет собой автоматическое устройство с фиксированной программой, не имеющее автономной памяти. Вся информация,

необходимая

для его функционирования,

и информация обмена

по каналам

связи хранится в общем ОЗУ.

 

Распределение функций по предварительной обработке инфор­ мации между устройством сопряжения и процессором, а также между индивидуальной УСТ, УСМ и групповой частью (УВВ) уст­ ройства сопряжения бывает самым различным в зависимости от принятых технических решений. Все многообразие этих решений может быть сведено к следующим четырем типам: сканирование посылок, буферное накопление посылок в устройстве сопряжения,

буферное накопление кодовой комбинации знака

в индивидуаль­

ной части устройства сопряжения, применение

спецвычислителч.

Сканирование посылок применяется, главным образом, в уст­ ройствах сопряжения с телеграфными каналами. Наиболее широко применяемый метод сканирования посылок заключается в опреде­ лении полярности в средней части посылки. Сканирование осуще­ ствляется с частотой, превышающей скорость телеграфирования в